Έλληνες ερευνητές πολεμούν «υπερ-παράσιτα» που καταστρέφουν ολόκληρες καλλιέργειες

Επιβλαβή παράσιτα με υπερφυσικές ιδιότητες «πονοκεφαλιάζουν» ερευνητές του ΕΛΓΟ-ΔΗΜΗΤΡΑ και του ΙΤΕ, οι οποίοι αναπτύσσουν καινοτόμους τρόπους καταπολέμησης αυτών και των ασθενειών που προκαλούν.

Υπάρχουν παράσιτα που δεν ελέγχονται από τα κοινά φυτοφάρμακα, που έχουν αναπτύξει μεγάλη αντοχή στα εντομοκτόνα και που προκαλούν ζημιές σε ολόκληρες καλλιέργειες. Αυτά τα ζωύφια με τις «υπερφυσικές» ιδιότητες μπορεί να περιγράφονται με τον όρο «υπερ-παράσιτα», αλλά

η παρουσία τους δεν έχει να κάνει με επιστημονική φαντασία. Οι ζωντανοί οργανισμοί επιβίωσαν εκατομμύρια χρόνια στη Γη εν μέσω μαζικών εξαφανίσεων και μεταβολών τοπίων, ωκεανών και κλίματος, επειδή προσαρμόστηκαν στους μηχανισμούς που τους επέβαλε η ίδια η φύση. Η επιβίωση και η προσαρμογή στους απείρως πιο αδύναμους μηχανισμούς που τους προβάλουν οι άνθρωποι άραγε δεν τους είναι πιο εύκολη;

Οι πρώτες χημικά συντιθέμενες φυτοπροστατευτικές ουσίες εμφανίστηκαν στην δεκαετία του ‘30 και από εκεί ξεκίνησε η μακρόχρονη εξελικτική τους πορεία, συνεισφέροντας σημαντικά στην ανθρώπινη ευημερία μέσω της εξασφάλισης της απαιτούμενης ποσότητας παραγόμενης τροφής για ένα διαρκώς αυξανόμενο πληθυσμό. Ωστόσο η υπερβολική εξάρτηση και χρήση εντομοκτόνων, και όχι μόνο, αύξησε την ανθεκτικότητα πολλών παρασίτων και δημιούργησε μια γενιά «Υπερ-παράσιτων» εντόμων και ακάρεων (όπως αφίδες, δηλ. μελίγκρες, αλευρώδεις, θρίπες και τετράνυχοι), που είναι εξαιρετικά δύσκολο να ελεγχθούν.

Αυτό φαίνεται πως απασχολεί ιδιαίτερα τους ερευνητές του ΕΛΓΟ-ΔΗΜΗΤΡΑ και του ΙΤΕ για αυτό και αναζητούν καινοτόμα «εργαλεία» για την ορθολογική καταπολέμηση αυτών των πολύ δύσκολα διαχειρίσιμων παρασίτων και των ασθενειών που μεταδίδουν.

“SuperPests” εναντίον «σούπερ-παρασίτων»

Από το 2018 «τρέχει» το ευρωπαϊκό πρόγραμμα “SuperPests”-μια κοινοπραξία 13 εταίρων- που αναπτύσσει και αξιολογεί μια σειρά από καινοτόμα προϊόντα, εργαλεία και έννοιες, τα οποία ενσωματώνει με υπάρχουσες προσεγγίσεις, σε προγράμματα ολοκληρωμένης διαχείρισης παρασίτων (Integrated Pest Management) που βασίζονται σε επιστημονικά δεδομένα.

Κατά την ολοκληρωμένη διαχείριση επιλέγονται προσεκτικά όλες οι διαθέσιμες τεχνικές παρασιτικού ελέγχου και ενσωματώνονται κατάλληλες πρακτικές που αποθαρρύνουν την ανάπτυξη παρασιτικών πληθυσμών. Αυτή η διαχείριση συνδυάζει βιολογικές, χημικές, φυσικές και συγκεκριμένες στρατηγικές και πρακτικές για την ανάπτυξη υγιών καλλιεργειών και την ελαχιστοποίηση της χρήσης φυτοφαρμάκων, μειώνοντας ή ελαχιστοποιώντας τους κινδύνους που ενέχουν τα φυτοφάρμακα για την ανθρώπινη υγεία και το περιβάλλον.

wikimedia commons

«Στόχος μας είναι να αναπτύξουμε πολλαπλά και αυτοματοποιημένα διαγνωστικά εργαλεία [για βιότυπους (ομάδες με κοινά χαρακτηριστικά), για μολύνσεις και προφίλ ανθεκτικότητας σε εντομοκτόνα], να αξιολογήσουμε βιοπαρασιτοκτόνα στη λογική της “πράσινης χημείας”[φυτικά εκχυλίσματα και μεταβολίτες (μικρά μόρια που παράγονται κατά τον μεταβολισμό), συνεργιστικά RNAi (που ρυθμίζουν τη γονιδιακή έκφραση) και βιοδιεγερτικά], να μελετήσουμε την αντοχή φυτών ξενιστών στα παράσιτα και τη συμβατότητα με βιολογική καταπολέμηση, να επιλέξουμε φυσικούς εχθρούς που ταιριάζουν καλύτερα σε ορισμένες καλλιέργειες και να αναπτύξουμε προγνωστικά μαθηματικά μοντέλα για τον προσδιορισμό των βέλτιστων συνδυασμών για την ολοκληρωμένη διαχείριση», εξηγεί η Γενική διευθύντρια του ΕΛΓΟ-ΔΗΜΗΤΡΑ και Διευθύντρια Ερευνών Δρ. Αναστασία Τσαγκαράκου.

Δείκτες ανθεκτικότητας

Σύμφωνα με την Δρα. Τσαγκαράκου, η ερευνητική κοινοπραξία του “SuperPests”, μέχρι στιγμής έχει εντοπίσει και επικυρώσει 7 νέους δείκτες ανθεκτικότητας σε 4 διαφορετικά παράσιτα. «Η γνώση του σχετικού συνόλου γονιδίων(γονοτύπου) ανθεκτικότητας θα βοηθήσει να αποφασίσουμε ποια φυτοφάρμακα θα πρέπει ή όχι να εφαρμοστούν προκειμένου να περιοριστούν με επιτυχία αυτά τα παράσιτα και να αποφευχθεί η περαιτέρω εξάπλωση της αντοχής», εξηγεί η ίδια. Αυτοί οι δείκτες, μαζί με προηγούμενους καθιερωμένους δείκτες, αξιοποιούνται για την ανάπτυξη διαγνωστικών τεστ που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο παρασιτικών πληθυσμών που είναι δύσκολα διαχειρίσιμοι.

Οι ερευνητές της κοινοπραξίας δοκίμασαν μη συμβατικά χημικά σκευάσματα (“πράσινα βιοπαρασιτοκτόνα”), αλλά και συνδυασμούς συμβατικών και μη συμβατικών σκευασμάτων και διαπίστωσαν πολύ καλές δυνατότητες για τον έλεγχο ανθεκτικών παρασίτων, ενώ εντόπισαν κάποιους κατάλληλους στόχους για τον έλεγχο των τετρανύχων με βάση το RNAi (μηχανισμός καταστολής της γονιδιακής έκφρασης). «Αναπτύχθηκε επίσης και ένα εικονικό εντομοκτόνο για τα πιο ανθεκτικά “υπερ-παράσιτα” και διενεργήθηκαν in vitro δοκιμές βασισμένες σε μια ουσία (ένζυμο) που ονομάζεται κυτόχρωμα P450s. Την ίδια ώρα χρησιμοποιήθηκαν ως πειραματόζωα δροσόφιλες (μύγα του ξυδιού) με ανασυνδυασμένο γενετικό υλικό που κωδικοποιεί καθορισμένα χαρακτηριστικά ανθεκτικότητας, οι οποίες αναπτύχθηκαν στο εργαστήριο, ενώ εντοπίστηκαν αμυντικοί μεταβολίτες τομάτας που αποτρέπουν τη διατροφή των αλευρωδών», συμπληρώνει η Ελληνίδα ερευνήτρια.

Το highlight του “SuperPests”

Μια καινοτόμα αυτοματοποιημένη πλατφόρμα υψηλής τεχνολογίας για μοριακή διάγνωση, την οποία οι ερευνητές ονόμασαν LabDisk, μπορεί να διενεργεί ψηφιακό PCR (Droplet Digital PCR, ddPCR) με μεγάλη ευαισθησία και να ανιχνεύει ταυτόχρονα βιοτύπους, μεταλλαγές αντοχής στα φυτοφάρμακα και παθογόνα φυτά.

Η πλατφόρμα, που αναπτύχθηκε στο πλαίσιο του έργου, αποτελεί την τελευταία γενιά PCR και θεωρείται η τελευταία λέξη της τεχνολογίας στην ανίχνευση γενετικού υλικού (DNA και RNA). Η μοναδικότητά της έγκειται στο γεγονός ότι κατανέμει τα δείγματα του γενετικού υλικού (νουκλεϊκού οξέος) σε χιλιάδες σταγονίδια μεγέθους νανολίτρων και η ενίσχυση PCR πραγματοποιείται σε κάθε σταγονίδιο.

«Αυτή η τεχνική έχει μικρότερη απαίτηση δείγματος από άλλα εμπορικά διαθέσιμα ψηφιακά συστήματα PCR, έχει χαμηλότερο κόστος και μπορεί να διατηρεί πολύτιμα δείγματα. Αυτή η πολύ πρακτική διαγνωστική πλατφόρμα υψηλής τεχνολογίας εφαρμόστηκε στην παρακολούθηση γεωργικών παρασίτων προσφέροντας υπερευαισθησία στην ανίχνευση και παρακολούθηση αναδυόμενων, χαμηλών σε συχνότητα μεταλλάξεων ανθεκτικότητας στα φυτοφάρμακα-όταν αυτά εφαρμόζονται για πρώτη φορά για τον έλεγχο ενός πληθυσμού παρασίτων σε μια συγκεκριμένη γεωγραφική περιοχή- και μαζικό προσδιορισμό σε δείγματα παρασίτων (> 1000 άτομα), επιτρέποντας σημαντική μείωση του χρόνου, του φόρτου εργασίας και των πόρων» διευκρινίζει o Δρ. Γιάννης Βόντας καθηγητής στο Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Διευθυντής του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας (ΙΜΒΒ) του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ) και συντονιστής του Ευρωπαϊκού Έργου «Superpests», συμπληρώνοντας πως η επιτυχής ολοκλήρωση των παραδοτέων του έργου θα δημιουργήσει ευκαιρίες για την εμπορική εκμετάλλευση των νέων έξυπνων εργαλείων και πρακτικών που διασφαλίζουν τον έλεγχο των παρασίτων προστατεύοντας παράλληλα το περιβάλλον και την ανθρώπινη υγεία.

#ΠΑΡΑΣΙΤΑ #ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ